Шпиндельное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХООЯМааЮебаиРЕСПУБЛИН аа 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(71) Всесоюзный проектно-технологический институт энергетического машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 382475, кл. В 23 В 39/02, 1971.(54)(57) 1, ШПИН 1 ЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОгоризонтально-расточного станка, содержащее установленную с возможностью поворота планшайбу, размещенныйс возможностью радиального перемещения по линейным направляющим суппортс инструментальным шпинделем, который связан с приводом вращения черезконические зубчатые передачи, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения технологических возможностей путем обеспечения обработки сферических, конических и наклонныхцилиндрических поверхностей, оноснабжено платформой, установленнойв выполненных в планшайбе цилиндрических направляющих с возможностьюповорота вокруг оси, перпендикулярнойоси планшайбы и удаленной от ее торца,причем суппорт с инструментальным В 5 В 23 В 39/02//В 23 В 41/00 шпинделем на платформе и указанный шпиндель установлен с возможностью осевого перемещения посредством введенных в устройство шарнирно связанньм между собой пиноли и размещенного с возможностью поворота рычага, связанного с последним поводком, сое" диненным со шлицевой втулкой, предназначенной для закрепления в шпинделе станка, при этом в указанной втулке с воэможностью перемещения расположен шлицевой вал с дополнительной конической шестерней для связи инстру" ментального шпинделя со шпинделем станка через передаточную кулису.2. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что передаточная кулиса выполнена в виде двух шарнирно соединенных скалок, одна из которых установлена с воэможностью перемещения на планшайбе соосно последней, а другая - с возможностьювозвратно-поступательных перемещений в платформе и несет вторую дополнительную коническую шестерню со шлицевой втулкой, предназначенной для кинематической связи с инструментальным шпинделем, причем на оси соединения скалок размещена третья дополнительная коническая шестерня, находящаяся в соединении с дополнительными коническими шестернями.5 1 О 15 20 25 30 1098Изобретение относится к станкостроению и может быть применено для обработки различного рода геометрических поверхностей на невращаемых деталях.Известно шпиндельное устройство, например, горизонтально-расточного станка с размещенным в планшайбе радиально-подвижным суппортом, на котором параллельно оси вращения планшайбы установлен вращающийся вокруг собственной оси инструментальный шпиндель, кинематически связанный с приводом вращения планшайбы. Привод вращения инструментального шпинделя осуществляется от жестко скрепленного с корпусом станка зубчатого колеса, эацепляющегося с размещенной в корпусе планшайбы эксцентрично по отношению к ее оси шестерней, соединенной с инструментальным шпинделем при помощи зубчатых передач и шпоночного соединения со скользящей шпонкой, ось вала которого параллельна направлению перемещения радиального суппорта 1.13Недостатком известного шпиндель- ного устройства является узкий диапазон технологических воэможностей, ограниченный способностью обработки лишь цилиндрических поверхностей, соосных планшайбе станка, на котором устанавливается данное шпиндельное устройство.Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения обработки сферических, конических и наклонных цилиндрических поверхностей.Указанная цель достигается тем, что шпиндепьное устройство горизонтально-расточного станка, содержащее установленную с воэможностью поворота планшайбу, размещенный с возможностью радиального перемещения по линейным направляющим суппорт с инструментальным шпинделем, который свя. эан с приводом вращения через конические зубчатые передачи, снабжено платформой, установленной в выполненных в планшайбе цилиндрических направляющих с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси планшайбы и удаленной от ее торца, причем суппорт с инструментальным шпинделем размещен на платформе и указанный шпиндель установлен с возможностью осевого перемещения посредством введенных в устройство шарнирно связанных между собой пинали и размещенного с возможностью поворота рычага, связанного с последним поводком, соединенным со шлицевой втулкой, предназначенной для закрепления в шпинделе станка, при этом в указанной втулке с возможностью перемещения расположен шлицевой вал с дополнительной конической шестерней для связи инструментального шпинделя со шпинделем станка через передаточную кулису.Передаточная кулиса выполнена в виде двух шарнирно соединенных скалок, одна из которых установлена с возможностью перемещения на план- шайбе соосно последней, а другая - с возможностью воэвоатно- поступательных перемещений в платформе и несет вторую дополнительную коническую шестерню со шлицевой втулкой, предназначенной для кинематической связи с инструментальным шпинделем, причем на оси соединения скалок размещена третья дополнительная коническая шестерня, находящаяся в соединении с дополнительными коническими шестернями.На Фиг. 1 изображено шпиндельное устройство, общий вид, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез 1-Л на Фиг. 1; на фиг. 3 - взаимное расположение деталей передаточной кулисы при установке инструментального шпинделя параллельно оси планшайбы, на Фиг, 4 - наладка шпиндельногоустройства при точении наружной сферической поверхности, на фиг. 5 то ке, при растачивании несоосных друг другу отверстий; на Фиг. 6 то же, при обработке конического отверстия, соосного планшайбе,Шпиндельное устройство содержит планшайбу 1 с крышкой , посредством которой планшайба закреплена на фланце полого шпинделя 3, смонтированного с возможностью вращения в бабке4 гориэонтально-расточного станка.Бабка 4 связана с приводом ее гориэонтального перемещения, а планшайба 1 - с приводом ее вращения посредством шестерни 5, сцепленной сзубчатым венцом 6 (приводы не показаны). На планшайбе 1 выполнены цилиндрические направляющие 7 радиусаР, ось образования которых 0-0 перпендикулярна оси планшайбы и удалена от ее торца на некоторое расстояние . В направляющих 7 установлена с возможностью поворота платформа 8,40 3 109867 на линейных направляющих 9 которой установлен радиально-подвижный суппорт 10. Для установки платформы 8 на требуемый угол с(, на последней выполнен зубчатый сектор 11, взаимодей 5 ствующий с червяком 12. На платформе 8 размещен вал-шестерня 13, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом 14, закрепленным на винте 15, вэаимодействующем с закрепленной в 10 суппорте 10 гайкой 16, На суппорте 10 перпендикулярно направляющим 9 выполнено направляющее отверстие, в котором на скользящей шпонке (шпоночные и шлицевые соединения не пока 15 заны) установлена линейно-подвижная пиноль 17 со смонтированным в ней инструментальным шпинделем 18, несущим на конце инструментальную наладку 19 с инструментом 20, На сво 20 бодном конце пиноли 17 установлен шарнирный палец 21, размещенный в пазу 22 рычага 23, который установлен с возможностью качания на оси 24, закрепленной в планшайбе 1. С рыча 25 гом 23 качательно соединены две цапфы 25, принадлежащие поводку 26, который помещен в круговой паз втулки 27, установленной с возможностью вращения в поводке 26. Втулка 27 закреплена в конусном отверстии шпин 30 деля 28 и имеет соосное ему отверстие со шлицами, в котором с возможностью возвратно-поступательных перемещений установлен шлицевой вал 29, являющийся частью передаточной кулисы 30, которая содержит соосную шпинделю 28 линейно-подвижную во втулке 31 и несущую вращательный шлицевой вал 29 скалку 32, закрепленную на шлицевом валу 29 дополнительную коническую шестерню 33, сцепленную с ней дополнительную коническую шестерню 34, вращательно установленную на шарнирной оси 35, помещенную в отверстие 36 платформы 8 параллельно линейным45 направляющим 9 скалку 37, соединенную со скалкой 32 посредством шарнирной оси 35, установленной с возможностью вращения в скалке 37, дополнительную коническую шестерню 38, находящуюся в сцеплении с дополнительной конической шестерней 34 и имеющую отверстие со шпоночным соединением, и шпоночный вал 39, установленный вращательно в суппорте 10 55 и взаимодействующий со шпоночным соединением конической шестерни 38. На конце шпоночного вала 39 закреп 9 4лена шестерня 40, сцепленная с коническим колесом 41, установленным свозможностью вращения в подшипнике42, который расположен в углублениипиноли 17. Коническое колесо 41 снабжено шпоночным соединением его с инструментальным шпинделем 18, установленным в отверстии конического колеса 41 линейно-подвижно. Обрабатываемая деталь 43 закрепляется настоле 44,Устройство работает следующимобразом.В исходном положении торец платформы 8 расположен параллельно торцу планшайбы 1, суппорт 10 находится в нефиксированном положении,шпиндель 28, рычаг 23 и пиноль 17в правом положении (по чертежу), торец скалки 37 расположен на расстоянии 1 от дна отверстия 36, а торецскалки 32 - на расстоянии 1 от правого торца втулки 31.При наладке устройства для растачивания внутренней сферической поверхности радиуса Р (Фиг. 1) платФорму 8 поворачивают посредствомчервячной пары 11, 12 на уголЫ= аеас 51 н2 Ргде В - толщина сферической частидетали 43, установленнойна столе 44 станка сооснопланшайбе 1;Ь - зазор между вершиной резцаи торцом сферы,Р 2 - радиус сферы,В процессе поворота платформы 8детали передаточной кулисы изменяютсвое взаимное положение, сохраняякинематическую связь шпинделя 28 синструментальным шпинделем 18. Шарнирная ось 35, связывающая скалки 32и 37, ограничена в линейном перемещении лишь вдоль оси 0-0 , поэтомупри повороте платформы 8, когда нижняя от оси симметрии ее часть перемещается вправо и вверх (фиг. 1),шарнирная ось 35 удерживает скалку37 от перемещения вслед за платформой 8, вместе с тем позволяя шпоночному валу 39 совместно со скалкой37 повернуться также угол а, но приэтом она углубится в отверстие 36 иее торец окажется на расстоянииот дна отверстия 36. Движен д нижнейчасти платформы 8 вправо вынудитшарнирную ось совместно со скалкой32 также переместится вправо и рас 1098679стояние ее торца от правого торцавтулки 31 примет величину.В процессе поворота связь конических шестерен 33, 34 и 38 друг сдругом не нарушается, как и связи 5шлицевого 29 и шпоночного 39 валовс втулкой 27 и конической шестерней38, в отверстиях которых они линейноперемещаются.Передаточная кулиса 30 обеспечивает передачу крутящего момента отшпинделя 28 к инструментальномушпинделю 18 независимо от величиныугла с поворота платформы 8Вращаявал-шестерню 13, перемещают суппорт 1510 вверх на величину 15(фиг, 4),которая определяется из следующихусловий: центр 0 сферической поверхности обрабатываемой детали 43 устанавливают на расстоянииот торца планшайбыБР Вгде 1 - расстояние между торцами7планшайбы 1;В=В+24 (где В - толщина сферической части детали,д - зазор для выхода инструмента 20 из детали).Из указанных условий В 5=(8 -8)з 1 пс, 30 а оси 0-01 планшайбы, 0 -0 инструментального шпинделя и 0 -0сферы пересекаются в ее центре 0 . С погмощью наладки инструмент 20 устанавливают на величину 2- Радиуса сфеРы (механизм установки инструмента не показан). Затем, включив линейную подачу шпинделя 28 справа налево, выдвигают пиноль 17 до установки инструмента 20 на зазоре 5 от левого торца детали 43. При совершениирассматриваемого перемещения шпиндель 28 посредством втулки 27 воздействует на поводок 26, который цапфами 25 вынуждает рычаг 23 повернуться вок руг оси 24, й пазом 22 посредством шарнирного пальца 21 заставляет пиноль 17 переместиться, при этом шлицевой вал 29 неподвижен, а втулка 27 скользит вдоль его шлицев. 50Перечисленные действия, совершаемые при наладке шпиндельного узла для обработки внутренних и наружных сферических поверхностей, одинаковы,Включив вращение шпинделя 28, посредством механизма передаточной кулисы 30 сообщают вращение инструментальному шпинделю 18 и соответственно инструменту 20. Перемещаясь в плоскости К-К, вершина инструмента (резца)прочертит и следовательно, проточитокружность диаметром 2 Р . Вслед заэтим включают вращение планшайбы 1в режиме круговой подачи, при этомось 0 -05 станет описывать поверхкость К-К, как перпендикулярная осиОз-Оз, будет совершать перемещениянз К-К в К-К 1, а инструмент в любом нз этих положений - обрабатыватьокружность диаметром 2 к, в результате чего осуществится обработка деталисферической поверхности.Шпиндельное устройство позволяетвыполнять растачивание наклонныхотверстий, оси которых расположеныпод углом к переднему торцу детали ипересекаются с отверстиями, расположенными соосно планшайбе. В этом случае первоначально обрабатывают соосное отверстие 91, а затем, повернувплатформу 8 на требуемый угол,р ивключив вращение инструментальногошпинделя 18, обрабатывают наклонноеотверстие (фиг. 5),Шпиндельное устройство позволяетобрабатывать как точением, так и шлифованием конусные поверхнос.и, соосные планшайбе (фиг. 6), В первом случае в инструментальном шпинделе 18закрепляют резец, наклоняют платформу 8 на угол , перемещают суппорт10 на требуемый начальный радиус Рз,включают рабочее вращение планшайбы 1 и линейную подачу пиноли 17, осуществляя тем самым обработку конической поверхности детали, Во втором случае в инструментальном шпинделе 18 закрепляют шлифовальный круг, наклоняют платформу 8 на угол т, перемещают суппорт 10 на начальный радиус к 5, включают вращение инструментального шпинделя 18 и круговую подачу вращения планшайбы, затем включают линейную подачу пиноли 17.Такая конструкция шпиндельного устройства позволяет расширить технологические возможности станков, на которых возможно его использование, путем обеспечения обработки не только цилиндрических отверстий, соосных планшайбе, но и сферических поверх- ностей, конических отверстий, наклонных цилиндрических поверхностей.